Runął ostatni bastion. Naukowcy złamali barierę krew-mózg

Bariera krew-mózg (BBB) jest ważnym biologicznym mechanizmem chroniącym nasz cenny organ, a mowa o sieci naczyń krwionośnych i tkanek, która pomaga zapobiegać przedostawaniu się do mózgu toksyn i szkodliwych substancji. W związku z tym przepuszcza do niego tylko wodę, tlen, środki do znieczulenia ogólnego i dwutlenek węgla.

A także mikroplastik, o czym wiemy od pewnego czasu, ale nie leki. Obecnie praktycznie wszystkie leki wielkocząsteczkowe i ponad 98 proc. leków małocząsteczkowych znajdujących się w ludzkim krwiobiegu nie może przedostać się do centralnego układu nerwowego z powodu tej "zamkniętej bramy".

Naukowcy University of Pennsylvania twierdzą jednak, że są bliżej niż kiedykolwiek przemytu ważnych terapii, a wszystko za sprawą opracowanego w laboratorium modelu bariery krew-mózg, który pozwolił im przetestować najlepsze transportery leków.

W szczególności zespół bada dostarczanie rozpuszczalnych w tłuszczach "pakietów", zwanych nanocząsteczkami lipidowymi, które mogą przenikać przez barierę krew-mózg i przenosić ze sobą białka, przeciwciała, a nawet informacyjny RNA (mRNA).

Bo choć terapie mRNA zyskały rozgłos głównie za sprawą szczepionki przeciw COVID-19, to zdaniem naukowców też ogromny potencjał leczenie innych chorób, w tym neurologicznych, ponieważ teoretycznie można je zastosować do zastąpienia brakujących białek lub edycji wadliwych genów w mózgu - tylko najpierw musimy je tam dostarczyć.

Nasz model radził sobie lepiej z przekroczeniem bariery krew-mózg niż inne i pomógł nam zidentyfikować cząsteczki specyficzne dla narządu, co później zweryfikowaliśmy w przyszłych modelach. To ekscytujący dowód słuszności koncepcji, który bez wątpienia wniesie nowe informacje o podejściu do leczenia schorzeń, takich jak urazowe uszkodzenie mózgu, udar i choroba Alzheimera

---

A takie terapie są pilnie potrzebne, bo pomijając leki stosowane w leczeniu zaburzeń afektywnych, takie jak leki przeciwdepresyjne, niektóre szacunki wskazują, że zaledwie jeden procent wszystkich dostępnych leków działa na ośrodkowy układ nerwowy. Niektóre leki wstrzykuje się wprawdzie bezpośrednio do mózgu, ale procedura ta jest wysoce inwazyjna, a jej skuteczność mocno ograniczona.

W 2015 r. naukowcy wykorzystali fale dźwiękowe, aby po raz pierwszy umożliwić lekom stosowanym w chemioterapii przedostanie się przez barierę krew-mózg, co pobudziło trwające badania kliniczne, jednak w najnowszym badaniu przyjęto inne podejście.

Naukowcy od lat badają nanocząsteczki lipidów i ich zdolność do dostarczania leków do mózgu, ale poprzednie modele nie były w stanie zmierzyć, ile mRNA faktycznie dotarło do centralnego układu nerwowego.

Spędziłam miesiące zastanawiając się, jakie optymalne warunki dla tego nowego systemu in vitro, w tym jakie warunki wzrostu komórek i reportery fluorescencyjne zastosować. Po uzyskaniu solidnych wyników przeszukaliśmy naszą bibliotekę nanocząstek lipidowych i przetestowaliśmy je na modelach zwierzęcych

---

Spośród 14 nanocząstek lipidowych, które zespół przetestował na naczyniach laboratoryjnych, pięć wybrano do dalszej analizy na żywych myszach. Te "opakowania" leków - oznaczone markerami fluorescencyjnymi - wykazywały wysoki poziom transportu przez barierę krew-mózg.

Po wstrzyknięciu do krwiobiegu myszy część leków wygenerowała sygnał bioluminescencyjny w komórkach mózgowych, który naukowcy mogli odczytać już po sześciu godzinach. Oznacza to, że po starannej selekcji nośnika, złamanie bariery krew-mózg jest możliwe, co daje nadzieję na leczenie wielu chorób neurologicznych.

***

Bądź na bieżąco i zostań jednym z 90 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!